细胞启发传感器可监测血液10小时且不影响灵敏度

由拉筹伯大学领导的团队从大自然中汲取灵感，开发出一种突破性传感器，能够快速追踪血液中微小的分子变化，为实时个性化医疗铺平了道路。这一发现克服了血液检测中最大的障碍之一：血液会迅速堵塞大多数传感器，使得长时间内准确的即时读数几乎不可能。该研究发表在《美国化学学会传感器》期刊上。

细胞状传感器的工作原理

团队与CSIRO合作，结合了一种天然保护涂层——润滑素、快速响应的受体以及一种超灵敏的基于光的检测方法——表面增强拉曼散射（SERS），以模拟真实细胞表面自我保护和感知分子的方式。

团队首次利用SERS检测未处理血液样本中的抗生素万古霉素，且连续暴露超过10小时内灵敏度未减。

“血液是最难以测量任何物质的物质之一，”拉筹伯大学副教授兼研究负责人Wren Greene说。“我们传感器的秘密在于其细胞状结构，能够过滤血液中的分子，从而实现超灵敏的SERS检测。”

CSIRO的研究联合负责人韩明宇博士表示，其他传感器也检测到了万古霉素，但这种传感器灵敏度高出1亿倍，使其成为首个能够在血液等液体中工作的实用实时SERS传感器。

韩博士表示：“它解决了灵敏度、响应速度和表面污垢等长期存在的难题，为个性化医疗的实时分子监测打开了大门。”

为什么极端敏感需要保护

SERS是一种利用光线读取分子变化的光学技术。它能够检测单个分子，但极高的灵敏性也是其弱点，使其容易受到污染（污染）。

为防止这种情况，研究人员制造了一种由行业合作伙伴Lubris Biopharma提供的天然分子润滑素的显微屏蔽，该屏蔽剂能防止多余物质粘附在细胞表面。在这层保护层中，他们放置了快速响应的DNA受体，称为适体，捕捉分子。

迈向实时个性化医疗

格林副教授表示，这一发现是迈向实时健康系统的重要一步，能够自动调整药物输送或在患者病情变得危险之前警告临床医生。

“我们的传感器大大扩大了探测范围，使我们能够测量只有低浓度时才会出现的激素、毒素和其他生物标志物。这对于早期疾病检测和监测身体对治疗的反应至关重要。

“这一发现也推动了科学领域的发展，展示了克服分子检测中高灵敏度与快速响应之间长期存在的权衡的方法。”

该传感器基于AlleSense的NanoMslide构建，展示了该技术的潜在应用。

拉筹伯杰出教授布莱恩·艾比解释说，AlleSense正在大学建立临床规模的制造，未来团队希望试制出一种廉价的大规模生产试纸，类似于血糖测试。

Mingyu Han 等，利用表面增强拉曼散射结合糖萼模拟结构，在未处理全血中实现超灵敏实时分子感测，ACS Sensors（2026）。DOI：10.1021/acssensors.6c00192

期刊信息：ACS传感器 

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